报告题目：有机半导体可见光催化产氢产氧研究

报 告 人：朱永法 教授 （清华大学）

主 持 人：刘兆清 教授

报告时间：2024年3月18日（星期一）  14:30

报告地点：生化楼113会议室

报告人简介：

朱永法，清华大学化学系教授、博导、国家级人才、国家电子能谱中心常务副主任。分别从南京大学、北京大学和清华大学获得学士、硕士和博士学位以及在日本爱媛大学从事博士后研究工作。目前从事能源光催化、环境光催化及光催化健康方面的研究。承担了国家973项目、863项目、国家自然科学基金重点、国家自然科学基金仪器专项、国际重点合作项目和面上项目等基础研究课题。获得国家自然科学奖二等奖1项，教育部自然科学奖一等奖2项、二等奖1项。在Nature Energy、Nature Catalysis、Nature Communication、Agnew Chem、Advanced Materials等刊物发表SCI论文525篇，高被引论文50余篇；论文总引48400余次，H因子为122。2014-至今，Elsevier“高被引学者”（化学），2018-至今，科睿唯安“全球高被引科学家”（化学）。Science for Energy and Environment（SEE）创刊主编，Applied Catalysis B 副主编，Green Carbon副主编，中国感光学会副理事长。

报告简介：

朱永法教授课题组构建了氢键自组装的PDINH全有机超分子光催化剂，可见光活性可拓展到730 nm，其产氧性能达到34.6 umolg-1h-1。构筑的高度结晶尿素-苝酰亚胺聚合物光催化剂，产氧性能提高了106.5倍，达到3.2 mmolg-1h-1，发现结晶度的提高可提升内建电场，促进光电荷的迁移。咪唑熔盐法制备的高结晶PDI超分子，其产氧性能达到40.6 mmolg-1h-1，400 nm处的量子效率达到10.4%。构筑了四苯羧基卟啉的超分子光催化剂，实现了全光谱的产氢和产氧(40.8和36.1 μmolg-1h-1)活性。发现了光催化活性随分子偶极的增加而大幅增加的规律。通过卟啉超与锌配位形成的超分子，可以把还原电位从-0.36 V提升到-1.01 V，产氢能力提升85倍，达到3.5 mmolg-1h-1。此外，通过分子内电子给体-受体(D-A)如苯磺基卟啉TPPS/C60-NH2光催化剂或D-A界面促进电荷迁移，提升其产氢性能，其产氢能力可以到33.0 mmolg-1h-1。优化设计合成了四羧基苝和HOF超分子，其产氢性能分别达到120 mmolg-1h-1和1046 mmolg-1h-1。通过尿素-苝酰亚胺聚合物高产氧性能光催化剂的耦合，实现化学计量比的全解水产氢产氧，STH达到0.3%。此外，还利用有机半导体光催化剂，实现了光催化产双氧水，其太阳光转换效率达到1.8%。